CN110251981A - 一种甲醇精馏塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲醇精馏塔，涉及化工生产设备技术领域。该甲醇精馏塔，包括塔身，所述塔身的底端焊接有釜体并与釜体的内腔连通，且釜体内固定安装有再沸器，釜体顶部的一侧插接有液相管的出液端，且液相管的内腔与釜体的内腔连通，塔身的顶端插接有气相管的进气端，且气相管的内腔与塔身的内腔连通，所述塔身内腔靠近底部的位置固定安装有筛板机构。该甲醇精馏塔，通过连接槽以及弧形槽的设置方式，能够在圆板表面形成有序的液体湍动，进一步促进了气液相接触对混合液体中的甲醇进行精馏，同时气体在流经圆形海绵与圆盘海绵时均能够推动弧形板转动，通过弧形板上通孔的配合设置达到对液层表面泡沫的抹除效果。

Description

一种甲醇精馏塔

技术领域

本发明涉及化工生产设备技术领域，具体为一种甲醇精馏塔。

背景技术

在化工生产甲醇的工艺中，鉴于生产成本、安全隐患和加工质量等因素，板式精馏塔为甲醇生产工艺中常用的生产设备，其原理主要为将含有甲醇的液体混合物加热使其沸腾并逐渐汽化，呈气体分子状态的甲醇及混合物基于密度在塔内逐渐升腾，板式精馏塔的特点即为在塔内设置多层带有通孔的隔板，使得气体通过时由于沸点的不同，将甲醇以外的混合气体分子冷凝于板体表面，从而最终得到符合生产要求的甲醇。这样的加工方式极易导致其他混合液的气体分子在通过通孔时产生大量泡沫，伴随甲醇上升则会导致精馏塔工作异常并影响到最终制得的甲醇质量。

如中国专利公开号为(CN 208389427 U)的一种甲醇精馏塔，包括釜体，釜体上设有进液口、蒸汽出口和排杂口，进液口和加热器之间设有布料器和除沫器，通过栅板对泡沫进行阻拦并使其自行破裂，以达到减少伴随甲醇上升的泡沫量的效果。泡沫在受到阻拦并逐渐破裂的过程中形成较为密集的较小泡沫聚集，仍附着于栅板上，使得后续气体上升时仍会携带较多附着于栅板表面的泡沫，在工业化生产中较大的制备量进一步导致该种方法无法持续保证甲醇最终排出时不会携带较多泡沫。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种甲醇精馏塔，使用后可有效对板式精馏塔内产生的泡沫进行处理，以保证精馏塔的正常工作与甲醇质量。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种甲醇精馏塔，包括塔身，所述塔身的底端焊接有釜体并与釜体的内腔连通，且釜体内固定安装有再沸器，釜体顶部的一侧插接有液相管的出液端，且液相管的内腔与釜体的内腔连通，塔身的顶端插接有气相管的进气端，且气相管的内腔与塔身的内腔连通。

所述塔身内腔靠近底部的位置固定安装有筛板机构，筛板机构的上方设置有除沫机构，且除沫机构的顶端通过轴承活动安装在塔身的内腔顶部，轴承的外圈与塔身的内壁焊接，除沫机构通过主动齿轮驱动，塔身右侧的顶部焊接有壳体，且壳体内固定安装有驱动电机，主动齿轮套装在驱动电机的输出轴上，且主动齿轮的左侧贯穿塔身的内右壁。

优选的，所述筛板机构包括圆板、筛孔、弧形槽、连接槽、圆形海绵、圆盘海绵、圆柱、弧形板和通孔，圆板的外曲面通过焊接的方式与塔身的内壁固定连接，筛孔三个呈一列为一组等距环绕开设在圆板的顶部并贯穿圆板的底部，弧形槽开设在圆板的顶部并位于每两组相邻筛孔之间，位于同一组内的筛孔两侧均开设有连接槽，且连接槽与筛孔连通，连接槽远离筛孔的一端均贯穿弧形槽的内壁并与弧形槽连通，圆形海绵胶接在筛孔内，圆盘海绵胶接在圆板的圆心处，且圆盘海绵的上下两侧分别贯穿圆板的上下两侧，圆柱的底端插接在圆盘海绵顶部的圆心处，弧形板的数量为四个并呈等距环绕状活动连接在圆柱上，通孔呈矩形阵列状开设在弧形板的顶部并贯穿弧形槽的底部，经由再沸器煮沸后升腾的混合液气体分子以及甲醇分子经过筛孔内的圆形海绵和圆盘海绵，由于沸点的不同，混合液分子冷凝在圆形海绵内，形成的液体聚集在圆板表面，形成液层，气体在液层中实现气液相密切接触然后离开液层，从而达到精馏效果，并通过使用圆形海绵作为气液相接触的介质，能够有效控制气体流经筛孔时的流速，避免流速过快导致液层中出现大量泡沫的情况。

优选的，所述圆形海绵顶部的水平高度高于连接槽的内底部，且圆形海绵顶部的水平高度低于筛孔的顶部，且圆形海绵内呈环绕状开设有若干孔径相等呈柱状的气孔，气孔的上下两端分别贯穿圆形海绵的上下两侧，通过开设气孔以保证气体流经圆形海绵时不会受到较大阻碍导致流速较低影响甲醇正常精馏的情况出现，同时圆形海绵含液量较高时多余液体沿着连接槽溢出，积攒于弧形槽内时液表面积以较快速度增大，从而导致液表张力增加并实现泡沫破裂。

优选的，所述圆柱上套装有球轴，且球轴的内圈与圆柱的曲面焊接，弧形板呈等距环绕状焊接在球轴外圈的外曲面，且弧形板的形状为弧形，弧形板相对圆板呈倾斜状，通过球轴的连接方式使得弧形板能够环绕圆柱转动，并通过通孔的配合设置达到对泡沫的机械破碎效果。

优选的，所述除沫机构包括齿环、弯折杆、第一半圆空心件、第二半圆空心件和漏液孔，齿环底部的外缘固定连接在轴承内圈的顶部，且齿环的右侧与主动齿轮的左侧啮合，弯折杆的数量为四个并呈等距环绕状固定连接在齿环的底部，第一半圆空心件等距套装在弯折杆的上半段，第二半圆空心件等距套装在弯折杆的下半段，漏液孔呈等距环绕状开设在第二半圆空心件的外表面并与第二半圆空心件的内腔连通，通过第一半圆空心件聚集适量含有甲醇的混合气体并使其冷凝后沿弯折杆流下，积攒于第二半圆空心件内的混合液体根据塔身内气流流速的变化自行排下或持续积攒。

优选的，所述弯折杆上半段与下半段呈对称状倾斜，且弯折杆的底端靠近圆板的顶部并相对弧形槽内底部接近圆板外缘的一侧，通过这样的结构设计使得基于重力沿弯折杆流下的冷凝后的混合液体排入弧形槽内，避免液体下落与弧形板接触导致溅射的同时可使经过一次精馏后的混合液体再次进入液层，含有较高纯度甲醇的冷凝液体从而促进了后续甲醇通过圆板时得到的精馏效果。

优选的，所述第一半圆空心件的曲面朝向正上方，第二半圆空心件的曲面朝向正下方，通过这样的设计保证了第一半圆空心件对混合气体的聚集效果以及第二半圆空心件对混合气体冷凝形成的混合液体的聚集效果。

本发明提供了一种甲醇精馏塔。具备以下有益效果：

(1)、该甲醇精馏塔，再沸器煮沸后产生的混合气体流经圆形海绵得到初次冷凝，超出圆形海绵吸收能力后溢出的液体在圆板表面形成液层，实现对后续混合气体的气液相接触，达到精馏效果，同时通过连接槽以及弧形槽的设置方式，能够在圆板表面形成有序的液体湍动，进一步促进了气液相接触对混合液体中的甲醇进行精馏，同时气体在流经圆形海绵与圆盘海绵时均能够推动弧形板转动，通过弧形板上通孔的配合设置达到对液层表面泡沫的抹除效果。

(2)、该甲醇精馏塔，通过弯折杆转动与塔身内的混合气体均匀接触，基于沸点差异将含有较少甲醇的混合气体冷凝于表面，同时基于其转动的方式同样与伴随气体上升的泡沫接触，使得泡沫附着于弯折杆表面，达到对泡沫的收集效果，在第一半圆空心件内聚集的混合气体冷凝后形成的混合液沿弯折杆流动，对沿途附着于弯折杆上的泡沫达到去除效果。

(3)、该甲醇精馏塔，当积攒于圆板表面的液层内含有较多泡沫后，气流流经液层时的速度降低，由于气流流速的降低导致对第二半圆空心件内混合液的推力降低，混合液经由漏液孔漏出并沿弯折杆进入弧形槽内，含有较高甲醇的回流液进入液层后导致液层密度及张力变化，基于该变化促进液层内的泡沫破裂，同时在液层内形成的进一步湍动可有效去除附着于圆形海绵及圆盘海绵周围影响气体流动的泡沫。

附图说明

图1为本发明结构剖视图；

图2为本发明筛板机构的立体结构示意图；

图3为本发明筛板机构的俯视图；

图4为本发明除沫机构的立体结构示意图。

图中：1塔身、2釜体、3再沸器、4液相管、5气相管、6筛板机构、7除沫机构、8主动齿轮、9壳体、10驱动电机、61圆板、62筛孔、63弧形槽、64连接槽、65圆形海绵、66圆盘海绵、67圆柱、68弧形板、69通孔、71齿环、72弯折杆、73第一半圆空心件、74第二半圆空心件、75漏液孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种甲醇精馏塔，包括塔身1，塔身1的底端焊接有釜体2并与釜体2的内腔连通，且釜体2内固定安装有再沸器3，釜体2顶部的一侧插接有液相管4的出液端，且液相管4的内腔与釜体2的内腔连通，塔身1的顶端插接有气相管5的进气端，且气相管5的内腔与塔身1的内腔连通。

塔身1内腔靠近底部的位置固定安装有筛板机构6，筛板机构6的上方设置有除沫机构7，且除沫机构7的顶端通过轴承活动安装在塔身1的内腔顶部，轴承的外圈与塔身1的内壁焊接，除沫机构7通过主动齿轮8驱动，塔身1右侧的顶部焊接有壳体9，且壳体9内固定安装有驱动电机10，主动齿轮8套装在驱动电机10的输出轴上，且主动齿轮8的左侧贯穿塔身1的内右壁。

筛板机构6包括圆板61、筛孔62、弧形槽63、连接槽64、圆形海绵65、圆盘海绵66、圆柱67、弧形板68和通孔69，圆板61的外曲面通过焊接的方式与塔身1的内壁固定连接，筛孔62三个呈一列为一组等距环绕开设在圆板61的顶部并贯穿圆板61的底部，弧形槽63开设在圆板61的顶部并位于每两组相邻筛孔62之间，位于同一组内的筛孔62两侧均开设有连接槽64，且连接槽64与筛孔62连通，连接槽64远离筛孔62的一端均贯穿弧形槽63的内壁并与弧形槽63连通，圆形海绵65胶接在筛孔62内，圆盘海绵66胶接在圆板61的圆心处，且圆盘海绵66的上下两侧分别贯穿圆板61的上下两侧，圆柱67的底端插接在圆盘海绵66顶部的圆心处，弧形板68的数量为四个并呈等距环绕状活动连接在圆柱67上，通孔69呈矩形阵列状开设在弧形板68的顶部并贯穿弧形槽68的底部，圆形海绵65顶部的水平高度高于连接槽64的内底部，且圆形海绵65顶部的水平高度低于筛孔62的顶部，且圆形海绵65内呈环绕状开设有若干孔径相等呈柱状的气孔，气孔的上下两端分别贯穿圆形海绵65的上下两侧，圆柱67上套装有球轴，且球轴的内圈与圆柱67的曲面焊接，弧形板68呈等距环绕状焊接在球轴外圈的外曲面，且弧形板68的形状为弧形，弧形板68相对圆板61呈倾斜状。

除沫机构7包括齿环71、弯折杆72、第一半圆空心件73、第二半圆空心件74和漏液孔75，齿环71底部的外缘固定连接在轴承内圈的顶部，且齿环71的右侧与主动齿轮8的左侧啮合，弯折杆72的数量为四个并呈等距环绕状固定连接在齿环71的底部，弯折杆72上半段与下半段呈对称状倾斜，且弯折杆72的底端靠近圆板61的顶部并相对弧形槽63内底部接近圆板61外缘的一侧，第一半圆空心件73等距套装在弯折杆72的上半段，第二半圆空心件74等距套装在弯折杆72的下半段，漏液孔75呈等距环绕状开设在第二半圆空心件74的外表面并与第二半圆空心件74的内腔连通，第一半圆空心件73的曲面朝向正上方，第二半圆空心件74的曲面朝向正下方。

使用时，液体经由液相管4进入釜体2内通过再沸器3加热，混合气体上升并流经圆形海绵65和圆盘海绵66，由于沸点不同导致除去甲醇的混合气体冷凝并在圆板61上形成液层，超出圆形海绵65吸收能力的混合液经由连接槽64流入弧形槽63内，由多个弧形槽63和连接槽64形成的蓄水系统产生有效湍动，促进甲醇精馏，同时气体上升推动弧形板68以圆柱67为轴心转动，并通过弧形板68转动带动通孔69与液层表面的泡沫接触达到对泡沫的抹除效果，经由圆板61后的气体上升，通过驱动电机10运作带动主动齿轮8转动驱动齿环71在轴承上转动，弯折杆72转动与气体均匀接触，除去甲醇后的混合气体冷凝于弯折杆72表面并向下流动，对弯折杆72转动过程中附着于其表面的泡沫达到去除效果，同时向上升腾过程中含有部分甲醇的气体聚集于第一半圆空心件73内冷凝并沿弯折杆72向下流动辅助泡沫的去除，流入第二半圆空心件74内的混合液经由漏液孔75受到下方气流的推力并不会排出，液层内含有较多泡沫时气体流速降低导致对第二半圆空心件74的推力降低，使得混合液经由漏液孔75沿着弯折杆72流入弧形槽63内，形成的液层湍动以及液相张力变化促进泡沫破裂，确保气体流速正常，精馏后的液体经由气相管5排出塔身1。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种甲醇精馏塔，包括塔身(1)，其特征在于：所述塔身(1)的底端焊接有釜体(2)并与釜体(2)的内腔连通，且釜体(2)内固定安装有再沸器(3)，釜体(2)顶部的一侧插接有液相管(4)的出液端，且液相管(4)的内腔与釜体(2)的内腔连通，塔身(1)的顶端插接有气相管(5)的进气端，且气相管(5)的内腔与塔身(1)的内腔连通；

所述塔身(1)内腔靠近底部的位置固定安装有筛板机构(6)，筛板机构(6)的上方设置有除沫机构(7)，且除沫机构(7)的顶端通过轴承活动安装在塔身(1)的内腔顶部，轴承的外圈与塔身(1)的内壁焊接，除沫机构(7)通过主动齿轮(8)驱动，塔身(1)右侧的顶部焊接有壳体(9)，且壳体(9)内固定安装有驱动电机(10)，主动齿轮(8)套装在驱动电机(10)的输出轴上，且主动齿轮(8)的左侧贯穿塔身(1)的内右壁。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述筛板机构(6)包括圆板(61)、筛孔(62)、用于形成液层的弧形槽(63)、用于辅助液层湍动的连接槽(64)、圆形海绵(65)、圆盘海绵(66)、圆柱(67)、用于抹除泡沫的弧形板(68)和用于破碎泡沫的通孔(69)，圆板(61)的外曲面通过焊接的方式与塔身(1)的内壁固定连接，筛孔(62)三个呈一列为一组等距环绕开设在圆板(61)的顶部并贯穿圆板(61)的底部，弧形槽(63)开设在圆板(61)的顶部并位于每两组相邻筛孔(62)之间，位于同一组内的筛孔(62)两侧均开设有连接槽(64)，且连接槽(64)与筛孔(62)连通，连接槽(64)远离筛孔(62)的一端均贯穿弧形槽(63)的内壁并与弧形槽(63)连通，圆形海绵(65)胶接在筛孔(62)内，圆盘海绵(66)胶接在圆板(61)的圆心处，且圆盘海绵(66)的上下两侧分别贯穿圆板(61)的上下两侧，圆柱(67)的底端插接在圆盘海绵(66)顶部的圆心处，弧形板(68)的数量为四个并呈等距环绕状活动连接在圆柱(67)上，通孔(69)呈矩形阵列状开设在弧形板(68)的顶部并贯穿弧形槽(68)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述圆形海绵(65)顶部的水平高度高于连接槽(64)的内底部，且圆形海绵(65)顶部的水平高度低于筛孔(62)的顶部，且圆形海绵(65)内呈环绕状开设有若干孔径相等呈柱状的气孔，气孔的上下两端分别贯穿圆形海绵(65)的上下两侧。

4.根据权利要求2所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述圆柱(67)上套装有球轴，且球轴的内圈与圆柱(67)的曲面焊接，弧形板(68)呈等距环绕状焊接在球轴外圈的外曲面，且弧形板(68)的形状为弧形，弧形板(68)相对圆板(61)呈倾斜状。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述除沫机构(7)包括齿环(71)、用于捕集泡沫的弯折杆(72)、用于聚集混合气体的第一半圆空心件(73)、用于积攒混合液的第二半圆空心件(74)和漏液孔(75)，齿环(71)底部的外缘固定连接在轴承内圈的顶部，且齿环(71)的右侧与主动齿轮(8)的左侧啮合，弯折杆(72)的数量为四个并呈等距环绕状固定连接在齿环(71)的底部，第一半圆空心件(73)等距套装在弯折杆(72)的上半段，第二半圆空心件(74)等距套装在弯折杆(72)的下半段，漏液孔(75)呈等距环绕状开设在第二半圆空心件(74)的外表面并与第二半圆空心件(74)的内腔连通。

6.根据权利要求5所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述弯折杆(72)上半段与下半段呈对称状倾斜，且弯折杆(72)的底端靠近圆板(61)的顶部并相对弧形槽(63)内底部接近圆板(61)外缘的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种甲醇精馏塔，其特征在于：所述第一半圆空心件(73)的曲面朝向正上方，第二半圆空心件(74)的曲面朝向正下方。